1.10Влияние основных технических характеристик кондиционера на его потребительские свойства
1.10.1Расход воздуха через внутренний блок
Имея равные значения холодопроизводительности, кондиционеры проектируются с различными номинальными расходами воздуха через внутренний блок. Так при максимальной скорости вращения вентилятора расход воздуха может составлять от 120 – 220 м3/час на кВт холодопроизводительности. Это соответствует очень широкому диапазону перепада энтальпий в процессе охлаждения от 25 до 13 кДж/кг. Процессы охлаждения в кондиционерах с предельными значениями расходов для стандартных параметров воздуха в помещении представлены в I – d диаграмме на рис.21.
рис.21.
Процесс 0-2 внешне выглядит более эффективным, чем процесс 0-1, - перепады температур и влагосодержания у него выше, но следует учитывать, что процесс строится для 1 кг обрабатываемого воздуха.
Давайте посмотрим на характеристики кондиционеров равной холодопроизводительности реализующих эти процессы:
Характеристика кондиционера |
Процесс 0 - 1 |
Процесс 0 - 2 |
Холодопроизводительность полная, кВт |
2,5 |
2,5 |
Расход воздуха, м3/мин |
9,6 |
5 |
Холодопроизводительность явная, кВт |
2,02 |
1,56 |
Температура воздуха на выходе, оС |
16 |
12 |
Расход дренажной воды, л/час |
0,61 |
1,29 |
Имея одно и тоже значение номинальной холодопроизводительности (выступая в одном классе) кондиционеры имеют разные значения тепловлажностного отношения, что означает различные пропорции в удалении тепла и влаги.
Кондиционер с большим расходом воздуха процесс 0 – 1 имеет более высокую температуру воздуха на выходе. При меньшем перепаде температур он активно работает по явному теплу и слабо осушает воздух.
Кондиционер с меньшим расходом воздуха напротив сильно осушает воздух. Расход дренажной воды у него в 2 раза больше. И хотя перепад температур по воздуху на внутреннем блоке выше, количество удаляемого из помещения явного тепла у него на 25% меньше.
Сделать вывод, какой из этих двух кондиционеров лучше можно только в том случае, если известны полная и явная тепловые нагрузки помещения. Для помещений офисного назначения с небольшими влаговыделениями предпочтение следует отдать кондиционеру с более высокой явной холодопроизводительностью. Для помещений с усиленной вентиляцией, особенно в регионах с влажным климатом, лучших результатов можно добиться, установив кондиционер с малым расходом воздуха.
1.10.2Эффективность теплообменника (байпас-фактор)
Чем теплообменник внутреннего блока ближе к идеальному, тем ближе к нулю значение байпас-фактора внутреннего блока. Реально поставляются кондиционеры, имеющие значения байпас-фактора от 0,05 до 0,25. При равных расходах воздуха и равных холодопроизводительностях у кондиционера с большим байпас-фактором будет ниже температура теплообменной поверхности, и он будет сильнее сушить воздух. В I – d диаграмме на рис.22 показаны процессы в 2-ух кондиционерах, отличающихся значениями байпас-фактора.
Рис.22.
1.10.3Регулирование холодопроизводительности
Необходимость регулировать холодопроизводительность кондиционера связана с тем, что при его эксплуатации могут значительно меняться параметры воздуха на входе во внутренний блок. Переменными являются как температура, так и влагосодержание. Вместе с параметрами изменяется и тепловая нагрузка на внутренний блок. Здесь речь идет не о тепловой нагрузке помещения, а о текущем значении теплопоступлений на теплообменник внутреннего блока. На практике изменение входных параметров может привести к изменению тепловой нагрузки в 2 – 3 раза. Если не управлять холодопроизводительностью, то мы получим кондиционер с параметрами воздуха на выходе из внутреннего блок не отвечающими комфортным требованиям при отклонении параметров воздуха на входе от расчетных.
Проанализируем, как будут изменяться параметры воздуха на выходе при изменении параметров воздуха на входе. Для анализа используем стандартные условия на входе – переменная температура по сухому термометру от 20 до 27оС и 50% относительная влажность.
Если поддерживать постоянной холодопроизводительность кондиционера, то параметры воздуха на выходе будут изменяться по следующему закону линия 4 на рис. 23.
Если поддерживать стабильной температуру поверхности теплообменника, воздействуя на холодопроизводительность внутреннего блока, то получим стабильные параметры воздуха на выходе из внутреннего блока. Линия 1 на рисунке 23.
Рис.23.
При постоянной холодопроизводительности мы получаем, при низких температурах воздуха в помещении, некомфортные низкие температуры на выходе из внутреннего блока. При поддержании постоянной температуры воздуха на выходе мы имеем резкое снижение холодопроизводительности внутреннего блока при работе с низкой температурой воздуха в помещении. Как всегда, разумное решение является компромиссом. На практике реализуются промежуточные варианты: строго не выдерживается постоянство холодопроизводительности кондиционера и не поддерживается во всем диапазоне изменения температур воздуха в помещении стабильной температура на выходе из внутреннего блока.
Реально в сплит-системах с изменением температуры на входе изменяется и температура (давление) кипения холодильного агента, что приводит к изменению холодопроизводительности. При понижении температуры на входе во внутренний блок на 1 градус холодопроизводительность понижается на 1,5 – 3%. Техническое решение сплит-системы близко к задаче поддержания постоянной холодопроизводительности. Для одного конкретного примера параметры воздуха на выходе лежат на линии 3 на рис. 23.
Для VRV систем регулирование ведут ближе к режиму поддержания постоянной температуры воздуха на выходе, но выбором конструктивных параметров внутреннего блока и настроек системы управления ограничивают перепад температур воздуха на входе и выходе из внутреннего блока линия 2 на рис. 23.
На рисунке 24 показано как изменяется холодопроизводительность таких кондиционеров с изменением температуры воздуха в помещении.
Рис.24.
Анализ графиков на рис.24 показывает, что при реализации режима постоянной температуры на выходе (линия 1) приводит к значительному снижению холодопроизводительности. Оборудование с такими характеристиками при работе с пониженными (20 – 22оС) температурами воздуха в помещении потребуется практически удвоенной холодопроизводительности.
Для оборудования VRV системы снижение холодопроизводительности не столь существенно, но при его подборе это снижение следует учитывать.
Неинверторные сплит-системы имеют незначительное снижение холодопроизводительности при понижении температуры воздуха в помещении. Связанных со снижением холодопроизводительности ошибок при подборе оборудования будет значительно меньше, однако, параметры воздуха на выходе из внутреннего блока при низких температурах воздуха в помещении будут слишком низкими.